一种介质波导滤波器的制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种通信设备器件，尤其是涉及一种介质波导滤波器。

背景技术：

滤波器是通信系统里的关键部件。随着通信系统的发展，要求滤波器小型化、轻量化。相较于传统的金属波导滤波器，基于高介电常数陶瓷材料的介质波导滤波器具有紧凑体积以及较高q值的优点，是一种很好的小型化解决方案。

为了实现高抑制，滤波器需要加交叉耦合，实现传输零点，来提高带外抑制，容性交叉耦合实现低端零点，改善低端抑制，感性交叉耦合实现高端零点，改善高端抑制。介质波导滤波器，在实现负耦合零点时，相较于金属波导滤波器更加困难。目前业内要实现容性交叉耦合一般通过在介质外级联跨接金属探针或在端口腔增加零腔结构来实现，这些方式使得滤波器的整体结构更加复杂或者增加了滤波器的体积。

技术实现要素：

本发明的目的是，使用另一种技术方案实现介质波导滤波器的容性交叉耦合。

为此，本发明提供一种介质波导滤波器，包括固态介电材料制成的本体、设置于所述本体的两个介质谐振器，所述两个介质谐振器分别具有谐振孔，所述本体的外表面为导电屏蔽层，本体的外表面包括第一表面，两个介质谐振器的谐振孔的开口端均位于所述本体的第一表面；所述介质波导滤波器还包括设置于所述第一表面的第一负耦合带线，所述第一负耦合带线位于所述两个介质谐振器的谐振孔之间，所述第一负耦合带线形成非导电屏蔽区域。

进一步地，所述第一负耦合带线的形状为z形、s形、l形或5形。

进一步地，所述第一负耦合带线的长度方向与所述两个介质谐振器的谐振孔之间的连线方向相交或平行。

进一步地，所述第一负耦合带线包括主带线以及从所述主带线端部延伸的副带线，所述主带线与所述两个介质谐振器的谐振孔之间的连线方向相交或平行。

进一步地，所述副带线包括第一副带线和第二副带线，所述第一副带线和第二副带线分别从所述主带线的两个端部伸出。

进一步地，所述介质波导滤波器还包括贯穿所述本体的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔分别位于所述第一负耦合带线的两侧，且所述第一通孔和第二通孔均位于所述两个介质谐振器的谐振孔之间。

进一步地，所述本体的外表面包括与所述第一表面相对的第二表面；所述介质波导滤波器还包括设置于所述本体第二表面的第二负耦合带线，所述第二负耦合带线形成非导电屏蔽区域。

进一步地，所述介质波导滤波器还包括沿所述第一表面、第二表面的连线方向贯穿所述本体的第一通孔和第二通孔，所述第一负耦合带线和第二负耦合带线均位于所述第一通孔和第二通孔之间。

进一步地，所述两个介质谐振器分别为第一介质谐振器和第二介质谐振器，所述第一介质谐振器和第二介质谐振器的谐振孔分别为第一谐振孔、第二谐振孔。

进一步地，所述两个介质谐振器分别为第一介质谐振器和第三介质谐振器，所述第一介质谐振器和第三介质谐振器的谐振孔分别为第一谐振孔、第三谐振孔；所述介质波导滤波器还包括设置于所述本体的第二介质谐振器及窗口耦合结构，所述第二介质谐振器位于所述第一介质谐振器与第三介质谐振器的连线之外，所述窗口耦合结构位于所述第一介质谐振器、第二介质谐振器和第三介质谐振器围成的区域之内以使所述第一介质谐振器、第二介质谐振器和第三介质谐振器形成主耦合。

本发明通过设置的第一负耦合带线，从而可在第一介质谐振器和第二介质谐振器之间产生负的耦合，实现了容性交叉耦合，从而使得介质波导滤波器在通带低端可形成传输零点，有效地改善了低端抑制，并且简化了制造工艺，降低了成本，不会增大介质波导滤波器的体积，保证了介质波导滤波器的小型化及有效地减少了对q值的牺牲。

【附图说明】

图1为本发明第一实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图2是图1所示介质波导滤波器的第一负耦合带线的一种替换方案的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图4是图3所示介质波导滤波器的第一负耦合带线的一种替换方案的结构示意图；

图5为本发明第三实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图6是图5所示介质波导滤波器的第一负耦合带线的一种替换方案的结构示意图；

图7为本发明第四实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图8是图7所示介质波导滤波器的第一负耦合带线的一种替换方案的结构示意图；

图9为本发明第五实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图10为本发明第六实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图11为本发明第七实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图12为本发明第八实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图；

图13为本发明第九实施例提供的一种介质波导滤波器的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

第一实施例

参考图1，本发明提供的一种介质波导滤波器，包括固态介电材料例如陶瓷等制成的本体10、设置于本体10的两个介质谐振器。两个介质谐振器分别具有谐振孔。两个介质谐振器分别为第一介质谐振器11和第二介质谐振器12。第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间相互连接。

第一介质谐振器11的谐振孔为第一谐振孔111，第二介质谐振器12的谐振孔为第二谐振孔121。第一谐振孔111和第二谐振孔121均为盲孔，第一谐振孔111用于第一介质谐振器11的谐振频率的调节，第二谐振孔121用于第二介质谐振器12的谐振频率的调节，通过调整第一谐振孔111、第二谐振孔121的深度可以实现第一介质谐振器11、第二介质谐振器12的谐振频率。

本体10的外表面为导电屏蔽层。本体10的外表面包括第一表面101以及与第一表面101相对的第二表面。本实施例中，第一表面101即本体10的顶面，第二表面即本体10的底面。第一谐振孔111和第二谐振孔121的开口端位于本体10的第一表面101。第一谐振孔111、第二谐振孔121的内表面均为导电屏蔽层。导电屏蔽层例如为银层、铜层等等金属化层。

介质波导滤波器还包括设置于第一表面101的第一负耦合带线20，第一负耦合带线20位于第一谐振孔111和第二谐振孔121之间，更为具体的，第一负耦合带线20位于第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间的连接处。第一负耦合带线20形成非导电屏蔽区域，用于实现第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间的电容耦合，使两个介质谐振器之间产生负的耦合，以实现容性交叉耦合，从而该介质波导滤波器可以在通带低端形成一个传输零点，从而有效地改善了低端抑制，同时第一负耦合带线20的设置不会增大介质波导滤波器的体积，可保证介质波导滤波器的小型化及有效地减少了对q值的牺牲。第一负耦合带线20形成非导电屏蔽区域。第一负耦合带线20形成非导电屏蔽区域的方式是通过在本体10的第一表面101采用激光、打磨、蚀刻等方式按照第一负耦合带线20的形状去除一部分导电屏蔽层所形成的，简化了第一负耦合带线20的制造工艺，提高了成品率，降低了产品成本。

本实施例的第一负耦合带线20的形状为近似z形。第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向相交，优选为正交。本发明中，将第一负耦合带线20的与本体10的宽度方向平行的方向定义为第一负耦合带线20的长度方向，将第一负耦合带线20的与本体10的长度方向平行的方向定义为第一负耦合带线20的宽度方向。通过调整第一负耦合带线20的长度以及第一负耦合带线20分别与第一谐振孔111、第二谐振孔121之间的距离，可以改变第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间的电容耦合量的大小，即可以改变容性交叉耦合的强弱。

第一负耦合带线20包括主带线21以及从主带线21端部延伸的副带线，主带线21与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向相交，优选为正交。副带线包括第一副带线22和第二副带线23，第一副带线22和第二副带线23分别从主带线21的两个端部伸出，且伸出的方向不同，可以理解地，第一副带线22和第二副带线23伸出的方向也可以是相同的。本实施例中，第一副带线22朝靠近第一谐振孔111的方向伸出，第二副带线23朝靠近第二谐振孔121的方向伸出。第一副带线22和第二副带线23的形状、大小相同，可以理解地，第一副带线22和第二副带线23的形状、大小也可以是不同的。第一副带线22、第二副带线23的形状、大小不构成对本发明的限制。

图2是图1所示介质波导滤波器的第一负耦合带线20的一种替换方案的结构示意图。图2中，第一负耦合带线20的形状、大小与图1的第一负耦合带线20的形状、大小相同，不同的是，图2的第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向平行。主带线21与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向平行。第一副带线22和第二副带线23分别朝靠近第一表面101的两个长度边的方向伸出。

在其他实施方式中，第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向也可以不是正交或平行，即第一负耦合带线20的长度方向也可以是与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向呈一夹角。

第二实施例

参考图3，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的第一负耦合带线20的形状为s形。第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向相交，优选为正交。

图4是图3所示介质波导滤波器的第一负耦合带线20的一种替换方案的结构示意图。图4中，第一负耦合带线20的形状、大小与图3的第一负耦合带线20的形状、大小相同，不同的是，图4的第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向平行。

在其他实施方式中，第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向也可以不是正交或平行，即第一负耦合带线20的长度方向也可以是与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向呈一夹角。

第三实施例

参考图5，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的第一负耦合带线20的形状为l形。第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向相交，优选为正交。第一负耦合带线20包括主带线21以及从主带线21的其中一个端部伸出的副带线24。主带线21与第一谐振孔111和第二谐振孔121的连线方向相交，优选为正交。副带线24朝靠近第二谐振孔121的方向伸出。副带线24垂直于主带线21。

图6是图5所示介质波导滤波器的第一负耦合带线20的一种替换方案的结构示意图。图6中，第一负耦合带线20的形状、大小与图5的第一负耦合带线20的形状、大小相同，不同的是，图6的第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向平行。主带线21与第一谐振孔111和第二谐振孔121的连线方向平行。副带线24朝靠近第一表面101的其中一个长度边的方向伸出。

在其他实施方式中，第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向也可以不是正交或平行，即第一负耦合带线20的长度方向也可以是与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向呈一夹角。

第四实施例

参考图7，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的第一负耦合带线20的形状为5形。第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向相交，优选为正交。

图8是图7所示介质波导滤波器的第一负耦合带线20的一种替换方案的结构示意图。图8中，第一负耦合带线20的形状、大小与图7的第一负耦合带线20的形状、大小相同，不同的是，图8的第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向平行。

在其他实施方式中，第一负耦合带线20的长度方向与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向也可以不是正交或平行，即第一负耦合带线20的长度方向也可以是与第一谐振孔111和第二谐振孔121之间的连线方向呈一夹角。

第五实施例

参考图9，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的介质波导滤波器还包括沿本体10的第一表面101和第二表面的连线方向贯穿本体10的第一通孔31、第二通孔32。第一通孔31和第二通孔32分别位于第一负耦合带线20的两侧，且第一通孔31和第二通孔32均位于第一谐振孔111和第二谐振孔121之间。具体的，第一通孔31、第二通孔32位于主带线21的两侧，且第一通孔31靠近第一副带线22，第二通孔32靠近第二副带线23。第一通孔31、第二通孔32的内表面均为导电屏蔽层。第一通孔31、第二通孔32的设置可调整第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间的电容耦合量。第一通孔31、第二通孔32的形状、大小相同。可以理解地，第一通孔31、第二通孔32的形状、大小相同也可以不同。本实施例中，第一通孔31、第二通孔32的形状均为圆形，可以理解地，第一通孔31、第二通孔32的形状还可以是其他。

第六实施例

参考图10，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的介质波导滤波器还包括设置于本体10第二表面的第二负耦合带线40。第二负耦合带线40形成非导电屏蔽区域。第二负耦合带线40形成非导电屏蔽区域采用的方式与第一负耦合带线20形成的方式相同，也是通过在本体10的第二表面采用激光、打磨、蚀刻等方式按照第二负耦合带线40的形状去除一部分导电屏蔽层所形成的，简化了第二负耦合带线40的制造工艺，提高了成品率，降低了产品成本。第二负耦合带线40的形状、大小以及在第一谐振孔111和第二谐振孔121之间设置的方向与第一负耦合带线20相同，即第二负耦合带线40是与第一负耦合带线20对应的。可以理解地，第二负耦合带线40的形状、大小以及在第一谐振孔111和第二谐振孔121之间设置的方向与第一负耦合带线20也可以是不相同。第二负耦合带线40与第一负耦合带线20平行。第二负耦合带线40的设置，可增强第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间的电容耦合量。

第七实施例

参考图11，本实施例与第六实施例不同的是，本实施例的介质波导滤波器还包括沿本体10的第一表面101和第二表面的连线方向贯穿本体10的第一通孔31、第二通孔32。第一负耦合带线20和第二负耦合带线40均位于第一通孔31和第二通孔32之间。具体的，第一通孔31、第二通孔32分别位于第一负耦合带线20的主带线21、第二负耦合带线40的主带线41的两侧，且第一通孔31靠近第一负耦合带线20的第一副带线22、第二负耦合带线40的第一副带线42，第二通孔32靠近第一负耦合带线20的第二副带线23、第二负耦合带线40的第二副带线43。第一通孔31、第二通孔32的内表面均为导电屏蔽层。第一通孔31、第二通孔32的设置可进一步调整第一介质谐振器11和第二介质谐振器12之间的电容耦合量。第一通孔31、第二通孔32的形状、大小相同。可以理解地，第一通孔31、第二通孔32的形状、大小也可以不同。本实施例中，第一通孔31、第二通孔32的形状均为圆形，可以理解地，第一通孔31、第二通孔32的形状还可以是其他。

在其他实施方式中，第一负耦合带线20、第二负耦合带线40的形状还可以是其他形状，例如t形、8形等等。第一负耦合带线20、第二负耦合带线40的形状可根据实际情况进行设定。

第八实施例

参考图12，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的两个介质谐振器分别为第一介质谐振器11、第三介质谐振器13。第一介质谐振器11和第三介质谐振器13的谐振孔分别为第一谐振孔111、第三谐振孔131。第一负耦合带线20位于第一谐振孔111和第三谐振孔131之间，更为具体的，第一负耦合带线20位于第一介质谐振器11和第三介质谐振器13之间的连接处。介质波导滤波器还包括设置于本体10的第二介质谐振器12及窗口耦合结构50。

第一介质谐振器11、第二介质谐振器12及第三介质谐振器13之间相互连接。第二介质谐振器12位于第一介质谐振器11、第三介质谐振器13的连线之外。

窗口耦合结构50位于第一介质谐振器11、第二介质谐振器12和第三介质谐振器13围成的区域之内以使第一介质谐振器11、第二介质谐振器12和第三介质谐振器13形成主耦合。即第一介质谐振器11、第二介质谐振器12和第三介质谐振器13之间依次通过窗口耦合结构50进行耦合电磁波能量。窗口耦合结构50优选为沿第一表面101和第二表面的连线方向贯穿本体10的两端为半圆的长方形通孔。

介质波导滤波器还包括设置于第一介质谐振器11的输入连接器61和设置于第三介质谐振器13的输出连接器62。输入连接器61与第一谐振孔111的开口端的朝向相同。输出连接器62与第三谐振孔131的开口端的朝向相同。输入连接器61、输出连接器62用于与其他射频电子设备电连接，起到输入、输出信号的作用。

本实施例的介质波导滤波器通过设置的第一负耦合带线20，可在通带低端形成一个传输零点，从而有效地改善了低端抑制。

第九实施例

参考图13，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的两个介质谐振器分别为第一介质谐振器11、第四介质谐振器14。第一介质谐振器11和第四介质谐振器14的谐振孔分别为第一谐振孔111、第四谐振孔141。第一负耦合带线20位于第一谐振孔111和第四谐振孔141之间，更为具体的，第一负耦合带线20位于第一介质谐振器11和第四介质谐振器14之间的连接处。介质波导滤波器还包括设置于本体10的第二介质谐振器12、第三介质谐振器13及窗口耦合结构50。

第一介质谐振器11、第二介质谐振器12、第三介质谐振器13及第四介质谐振器14之间相互连接。第二介质谐振器12、第三介质谐振器13位于第一介质谐振器11与第四介质谐振器14的连线之外。

窗口耦合结构50位于第一介质谐振器11、第二介质谐振器12、第三介质谐振器13和第四介质谐振器14围成的区域之内以使第一介质谐振器11、第二介质谐振器12、第三介质谐振器13和第四介质谐振器14形成主耦合。即第一介质谐振器11、第二介质谐振器12、第三介质谐振器13和第四介质谐振器14之间依次通过窗口耦合结构50进行耦合电磁波能量。窗口耦合结构50优选为沿第一表面101和第二表面的连线方向贯穿本体10的t形通孔。

介质波导滤波器还包括设置于第一介质谐振器11的输入连接器61和设置于第四介质谐振器14的输出连接器62。输入连接器61与第一谐振孔111的开口端的朝向相同。输出连接器62与第四谐振孔141的开口端的朝向相同。输入连接器61、输出连接器62用于与其他射频电子设备电连接，起到输入、输出信号的作用。

本实施例的介质波导滤波器通过设置的第一负耦合带线20，可在通带低端以及通带高端各形成一个传输零点，从而有效地改善了低端抑制以及高端抑制。

在其他实施方式中，介质波导滤波器的本体10还可以设置其他数量的介质谐振器，例如五个、六个等以上数量的介质谐振器。

以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。